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1、(10)申请公布号 CN 104121137 A (43)申请公布日 2014.10.29 C N 1 0 4 1 2 1 1 3 7 A (21)申请号 201410285751.2 (22)申请日 2014.06.24 F03B 11/00(2006.01) F03B 11/04(2006.01) (71)申请人哈尔滨电机厂有限责任公司 地址 150040 黑龙江省哈尔滨市香坊区三大 动力路99号哈尔滨电机厂有限责任公 司技术管理部 (72)发明人李万 王威 张树邦 高海军 孔凡瑞 (54) 发明名称 一种减压减震泄水锥装置 (57) 摘要 本发明涉及一种减压减震泄水锥装置，它包 括与转轮。
2、的上冠(3)相连的泄水锥(1)，泄水锥 (1)内侧焊有肋板(8)，泄水锥(1)外侧开设有螺 旋形凹槽(9)，在机组上设置的引水板(6)和泄水 孔(5)。.当混流式水轮机运行时，泄水锥内侧的 肋板对从泄水孔泄露的水流加压，进而增大泄流 量，减小机组的轴向水推力；泄水锥外侧的螺旋 形凹槽带动泄水锥附近的水流旋转，平顺水流，同 时起到水射流的作用，消除或减弱尾水管的压力 脉动，解决水力振动引起的问题。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书2页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 附图3页 (10)申请公布号 CN 1041211。
3、37 A CN 104121137 A 1/1页 2 1.一种减压减震泄水锥装置，其特征在于：包括与转轮的上冠(3)相连的泄水锥(1) 和在机组上设置的引水板(6)和泄水孔(5)，所述泄水锥(1)内侧焊有均布的肋板(8)，所 述泄水锥(1)外侧开设有均布的螺旋形凹槽(9)。 2.根据权利要求1所述的减压减震泄水锥装置，其特征在于：所述肋板(8)在泄水锥 (1)内呈倾斜布置，即从泄水锥(1)顶部顺着机组旋转方向倾斜到泄水锥(1)的底部，倾斜 角度为与转轮中轴线成2040夹角。 3.根据权利要求1或2所述的减压减震泄水锥装置，其特征在于：所述肋板(8)的数目 比泄水孔(5)数目的一半多1，当泄水孔。
4、(5)数目为奇数时，肋板(8)的数目为泄水孔(5) 数目加1的一半。 4.根据权利要求1所述的减压减震泄水锥装置，其特征在于：所述螺旋形凹槽(9)从 泄水锥(1)顶部顺着机组旋转方向倾斜到泄水锥(1)的底部，当机组转轮进口直径在4m以 内时螺旋形凹槽(9)的包角为180，当机组转轮进口直径大于4m时螺旋形凹槽(9)的包 角为360。 5.根据权利要求1或4所述的减压减震泄水锥装置，其特征在于：所述螺旋形凹槽(9) 的数目比叶片(2)数目的一半多1，当叶片(2)数目为奇数时，螺旋形凹槽(9)的数目为叶 片(2)数目加 1的一半。 权 利 要 求 书CN 104121137 A 1/2页 3 一种。
5、减压减震泄水锥装置 技术领域 0001 本发明涉及混流式水轮机技术领域，特别是一种减压减震泄水锥装置。 背景技术 0002 混流式水轮机的应用最为广泛，这种机组形式具有结构紧凑，运行可靠，能适应很 宽的水头范围以及满载时效率高等优点。但是国内外许多电站在投产运行后出现了不同程 度的顶盖压力过高和水力振动问题。增加顶盖均压管，使顶盖上腔与尾水连通，可以起到泄 压作用。电站采用避开振动区运行、补气等方法来解决水力振动问题。但这些方法有的受 限于机组布置和复杂的结构形式，有的造成严重的能源浪费，效果也不理想。如图1所示， 混流式水轮机的上冠(3)处设置了泄水孔(5)和减压板(6)，采用这种结构，漏水。
6、进入顶盖 减压板(6)和转轮减压板(6)之间的间隙，受离心力的作用，溢至顶盖减压板(6)上，经过 泄水孔(5)，再经过泄水锥(1)和补气阀(7)围成的内腔排入尾水管。当机组运行到压力 脉动偏大的区域时，补气阀(7)会打开，进行补气，以解决机组的水力振动问题。即使采用 这种结构，国内外许多电站在投产运行后也出现了不同程度的顶盖压力过高和水力振动问 题。刘家峡、大朝山水电站出现了转轮上腔压力过高导致推力瓦温度过高的问题，萨杨、岩 滩和五强溪等水电站机组 振动明显，甚至出现了机组的毁坏。 发明内容 0003 本发明的目的是为解决上述问题而提供一种结构简单的减压减震泄水锥装置，通 过改进泄水锥的结构，。
7、显著降低混流式水轮机的轴向水推力和减小水力振动，保证机组的 安全、高效运行。本发明的技术方案为：一种减压减震泄水锥装置，包括与转轮的上冠(3) 相连的泄水锥(1)和在机组上设置的引水板(6)和泄水孔(5)，所述泄水锥(1)内侧焊有均 布的肋板(8)，所述泄水锥(1)外侧开设有均布的螺旋形凹槽(9)。 0004 所述肋板(8)在泄水锥(1)内呈倾斜布置，即从泄水锥(1)顶部顺着机组旋转方 向倾斜到泄水锥(1)的底部，倾斜角度为与转轮中轴线成2040夹角。 0005 所述肋板(8)的数目比泄水孔(5)数目的一半多1，当泄水孔(5)数目为奇数时， 肋板(8)的数目为泄水孔(5)数目加1的一半。 00。
8、06 所述螺旋形凹槽(9)从泄水锥(1)顶部顺着机组旋转方向倾斜到泄水锥(1)的底 部，当机组转轮进口直径在4m以内时螺旋形凹槽(9)的包角为180，当机组转轮进口直径 大于4m时螺旋形凹槽(9)的包角为360。 0007 所述螺旋形凹槽(9)的数目比叶片(2)数目的一半多1，当叶片(2)数目为奇数 时，螺旋形凹槽(9)的数目为叶片(2)数目加1的一半。 0008 技术效果： 0009 1、混流式水轮机运行时，泄水锥内侧的肋板是轴向的叶片泵结构，从泄水孔泄露 的水流被叶片泵加压，增大泄流量，这样可以改善顶盖受力情况，减小机组的轴向水推力。 0010 2、水轮机运行时，泄水锥外侧的螺旋形凹槽带动。
9、泄水锥附近的水流旋转，更好地 说 明 书CN 104121137 A 2/2页 4 引导水流进入尾水管的中心区域，如同水射流的作用，这样可以减弱尾水管的压力脉动，解 决水力振动引起的问题。 0011 3、减压减震泄水锥装置结构简单，易于加工，不受机组布置的影响，也避免了传统 补气装置所带来的成本。 附图说明 0012 图1为传统泄水锥的结构示意图； 0013 图2为减压减震泄水锥装置的结构示意图； 0014 图3为具有肋板和螺旋形凹槽的泄水锥俯视图； 0015 图4为具有肋板和螺旋形凹槽的泄水锥仰视图。 0016 其中：1为泄水锥，2为叶片，3为上冠，4为下环，5为泄水孔，6为顶盖和转轮减压 。
10、板，7为补气阀，8为泄水锥内侧肋板，9为泄水锥外侧螺旋形凹槽。 具体实施方式 0017 下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步说明。 0018 实施例1： 0019 如图2所示，本发明的减压减震泄水锥装置，它包括与转轮的上冠3相连的泄水锥 1，泄水锥1内侧焊有均布的肋板8，泄水锥1外 侧开设有均布的螺旋形凹槽9。泄水孔5 的数目为均布的14个，叶片2的数目为13个。机组旋转方向为从发电机往水轮机方向看 俯视顺时针旋转。 0020 如图3所示，所述肋板8在泄水锥1内呈倾斜布置，即从泄水锥1顶部顺着机组旋 转方向倾斜到泄水锥1的底部，倾斜角度为与转轮中轴线成30夹角。 0021 所述肋板8与泄水。
11、锥1的顶部和底部平齐，肋板8的宽度为20mm，肋板8的高度为 20mm，肋板8的数目为均布的8个。 0022 如图4所示，所述螺旋形凹槽9从泄水锥1顶部顺着机组旋转方向倾斜到泄水锥 1的底部，螺旋形凹槽9的包角为180。 0023 所述螺旋形凹槽9的宽度为20mm，螺旋形凹槽9的深度为20mm，螺旋形凹槽9的 数目为均布的7个。 0024 混流式水轮机运行时，泄水锥内侧的肋板对从泄水孔泄露的水流加压，进而增大 泄流量，减小机组的轴向水推力；泄水锥外侧的螺旋形凹槽带动泄水锥附近的水流旋转， 平顺水流，同时起到水射流的作用，消除或减弱尾水管的压力脉动，解决水力振动引起的问 题。 0025 最后，本发明的保护范围并不限于上述的实施例。显然，本领域的技术人员可以对 本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发 明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明也意图包含这些改动和变形在内。 说 明 书CN 104121137 A 1/3页 5 图1 说 明 书 附 图CN 104121137 A 2/3页 6 图2 图3 说 明 书 附 图CN 104121137 A 3/3页 7 图4 说 明 书 附 图CN 104121137 A 。